CN110182514A - 一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车及寻迹方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车及寻迹方法，包括主控模块，主控模块连接有路况信息采集模块、路径选择调整模块和数据库，路况信息采集模块包括实时摄像模块和红外线测距模块，实时摄像模块和红外线测距模块的输入端连接有参照点组，实时摄像模块和红外线测距模块的输出端通过实时定位模块与主控模块连接，路径选择调整模块包括起始点确认模块和终点确认模块，主控模块的输出端通过路径选择模块连接有路径确认模块，该装置在寻迹时，不会破坏路面，且能够自由更换线路，使得小车的使用更灵活，同时能够使小车的寻迹更加精准，此外，该装置在遇到障碍物时，能够进行实时、快速的路线调整，避免小车撞倒障碍物。
Description
技术领域
本发明涉及智能搬运领域，具体为一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车及寻迹方法。
背景技术
自动引导小车，又称AGV，是指具有磁条，轨道或者激光等自动导引设备，沿规划好的路径行驶，以电池为动力，并且装备安全保护以及各种辅助机构(例如移载，装配机构)的无人驾驶的自动化车辆。通常多台AGV与控制计算机(控制台)，导航设备，充电设备以及周边附属设备组成AGV***，其主要工作原理表现为在控制计算机的监控及任务调度下，AGV可以准确的按照规定的路径行走，到达任务指定位置后，完成一系列的作业任务，控制计算机可根据AGV自身电量决定是否到充电区进行自动充电。
AGV已经形成系列化产品，该产品的主要特点为：自动化程度高，***运行稳定可靠；运行灵活，可更改路径；高速无线通讯及高精度导航***；完善的自诊断***；快速自动充电***；与上级信息管理***衔接。根据导航方式的不同，目前AGV产品可分为磁导航AGV和激光导航AGV(又称LGV)，根据工作方式的不同，AGV可分为汽车底盘合装线装配型AGV，柴油发动机装配型AGV，变速箱装配型AGV，叉车式运输型AGV，搬运型AGV，重载AGV，智能巡检AGV，特种AGV，以及简易AGV(又称AGC)。
在实际运用中，为了提高自动导引车的智能化程度以及提高小车运输的效率，通常会在小车上添加自动寻迹机构，现有的用于自动导引车的自动寻迹机构通常是采用磁寻迹或GPS寻迹，磁寻迹是依靠路面上的磁钉以及磁导航设备进行寻迹，而GPS寻迹是利用GPS导航设备进行寻迹。
但是，现有的智能物料搬运装备用自动寻迹导引车及寻迹方法存在以下缺陷：
(1)现有的自动寻迹导引车在使用时，需要事先在路面上设置磁钉，不仅会破坏路面，而且还很难进行线路更换，使得小车的使用不灵活；
(2)自动寻迹导引车通常是在仓库等较狭窄、复杂的地方使用，且由于货物的堆积、转移，使得小车的行驶环境更加多变，因此利用GPS很难进行精准的寻迹，不利于货物的运输；
(3)现有的自动寻迹导引车在遇到障碍物时，很难进行实时、快速的路线调整，不仅容易撞倒障碍物，还会耽误货物正常的运输。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车及寻迹方法，该装置在寻迹时，不会破坏路面，且能够自由更换线路，使得小车的使用更灵活，同时，能够使小车的寻迹更加精准，使得小车能够在狭窄、复杂、多变的环境中使用，此外，该装置在遇到障碍物时，能够进行实时、快速的路线调整，不仅能够避免小车撞倒障碍物，还能够避免影响货物的运输，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车，包括主控模块，所述主控模块连接有路况信息采集模块、路径选择调整模块和数据库，所述路况信息采集模块包括实时摄像模块和红外线测距模块，且实时摄像模块和红外线测距模块的输入端连接有参照点组，所述实时摄像模块和红外线测距模块的输出端通过实时定位模块与主控模块连接；
所述路径选择调整模块包括与主控模块连接的起始点确认模块和终点确认模块，所述主控模块的输出端通过路径选择模块连接有路径确认模块，所述数据库包括路线布局汇总模块，且路径选择模块通过路线对比模块与路线布局汇总模块连接。
进一步地，所述实时摄像模块的输出端还连接有图像分析模块，且图像分析模块通过路障确认模块与主控模块连接，所述数据库还包括路况图像汇总模块，所述图像分析模块通过图像对比模块与路况图像汇总模块连接。
进一步地，所述主控模块连接有实时路径调整模块，且实时路径调整模块连接有避障模块。
进一步地，所述实时路径调整模块连接有路径记录模块，且路径记录模块通过障碍物标记模块与数据库连接。
进一步地，所述主控模块还连接有驱动模块、转向模块和速度控制模块。
另外，本发明还提供了一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车寻迹方法，包括如下步骤：
S100、在自动寻迹导引车工作点周围所有路径上均设置若干个参照点；
S200、通过自动寻迹导引车工作起始点和终点规划行驶路径，并且将行驶路径与参照点对应；
S300、对自动寻迹导引车进行实时定位，并且不断调整自动寻迹导引车，使自动寻迹导引车按照规划行驶路径行驶；
S400、当自动寻迹导引车在行驶过程中遇到障碍物时，对自动寻迹导引车行驶路径进行实时调整，待绕过障碍物后，自动寻迹导引车重新回到规划行驶路径上。
进一步地，在步骤S100中，自动寻迹导引车工作点周围每条路径上均设置一组独立的参照点，且每组参照点的个体均不同。
进一步地，在步骤S300中，对自动寻迹导引车进行实时定位的具体步骤为：
S301、采集自动寻迹导引车周围环境的实时图像，并且找到拍摄图像中的各个参照点；
S302、测量自动寻迹导引车与周围各个参照点的距离；
S303、将采集的实时图像与数据库中储存的图像进行对比，再结合测量的距离确定自动寻迹导引车的实时位置。
进一步地，在步骤S400中，确定障碍物的方式是将采集的自动寻迹导引车周围环境的实时图像与数据库中该段路径的原图像进行对比，若存在不同则表示有障碍物。
进一步地，在步骤S400中，当自动寻迹导引车绕过障碍物后，会将障碍物位置信息和调整后的路径向主控***反馈，从而使主控***修改或重新规划行驶路径。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明在使用时，不需要设置磁钉，不会破坏路面，且能够自由更换线路，使得小车的使用更灵活；
(2)本发明能够使小车的寻迹更加精准，使得小车能够在狭窄、复杂、多变的环境中使用，有利于货物的运输；
(3)本发明在遇到障碍物时，能够进行实时、快速的路线调整，不仅能够避免小车撞倒障碍物，还能够避免影响货物的运输。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车，包括主控模块，主控模块为自动寻迹导引车的主控***，主控模块既可以单独控制一辆自动寻迹导引车，也可以同时控制多辆自动寻迹导引车。
主控模块连接有路况信息采集模块、路径选择调整模块和数据库，路况信息采集模块用于实时采集小车周围环境的信息，路径选择调整模块用于选择和调整小车的行驶路线，数据库用于存储小车工作点周围所有路况环境的具体信息，主控模块还连接有驱动模块、转向模块和速度控制模块，驱动模块为小车的驱动机构，用于驱动小车行驶，转向模块用于调整小车的行驶方向，速度控制模块用于控制小车的行驶速度。
路况信息采集模块包括实时摄像模块和红外线测距模块，实时摄像模块可以安装在小车上，也可以安装在小车工作点如仓库内各个路段上，用于对小车周围的环境进行实时拍摄，红外线测距模块用于测量小车与参照点的距离，从而确定小车的位置。
实时摄像模块和红外线测距模块的输入端连接有参照点组，参照点组为设置在小车工作点周围各个路段上的参照点，在实际应用中，参照点可以为各种醒目的标志如路标等，同时，为了做到精准的定位以及路径规划，每条道路上的参照点要相似但不同，如第一条路段上的参照点全为红色，但大小或形状不同，也可以标上不同的数字，而第二条路段上的参照点全为蓝色，以此类推，使得实时摄像模块拍摄到小车周围的环境后，能够快速的在图像上找到参照点，从而提高小车定位的速度，此外，利用这种方式对小车进行定位，不需要破坏路面，且当小车在不同的环境下工作时，可以随时的调整参照点的位置，使得小车的行驶不被限制，能够自由更换行驶路线，使小车的使用更灵活。
实时摄像模块和红外线测距模块的输出端通过实时定位模块与主控模块连接，通过实时摄像模块拍摄的参照点，以及红外线测距模块测量的小车到各个参照点的距离，能够快速的对小车进行定位，且定位更精准，既能够方便对小车的行驶路径进行调整，又能够方便小车在狭窄、复杂、多变的环境中使用，有利于货物的运输。
路径选择调整模块包括与主控模块连接的起始点确认模块和终点确认模块，主控模块的输出端通过路径选择模块连接有路径确认模块，数据库包括路线布局汇总模块，且路径选择模块通过路线对比模块与路线布局汇总模块连接。
路线布局汇总模块包括该工作点周围所有行驶路线的信息，在通过起始点确认模块和终点确认模块确定小车的行驶起点和终点后，通过路线对比模块对比小车行驶起点和终点的所有路径，并选择其中最短的一条线路作为小车行驶的规划路径，并且驱动小车按照该条路径进行运输，同时，获取该条路径对应的所有参照点的信息，并与路况信息采集模块采集的信息进行实时对比，以保证小车能够精准的按照规划路径行驶。
实时摄像模块的输出端还连接有图像分析模块，且图像分析模块通过路障确认模块与主控模块连接，数据库还包括路况图像汇总模块，图像分析模块通过图像对比模块与路况图像汇总模块连接。
图像汇总模块包含各个路段不同位置的图像汇总，在利用实时摄像模块对小车进行实时定位时，还可以通过图像对比模块将拍摄的图像与数据库中存储的该路段的图像进行对比，若发现同一位置的两张图像不同，则表明该路段出现了新的障碍物。
主控模块连接有实时路径调整模块，且实时路径调整模块连接有避障模块，避障模块为小车的避障***，使得小车能够通过转向模块进行转向，并绕过障碍物，同时，在主控模块接收到路障确认模块发来的信号后，速度控制模块能够控制小车减速，避免小车撞倒障碍物上。
实时路径调整模块连接有路径记录模块，且路径记录模块通过障碍物标记模块与数据库连接，路径记录模块用于记录小车调整后的路径，由于小车在运输货物时，通常不是一辆小车单独运输，因此通过记录障碍物的位置，能够对后续的小车的行驶路径进行调整，避免一个障碍物对多个小车的运输产生影响。
另外，如图2所示，本发明还提供了一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车寻迹方法，包括如下步骤：
步骤S100、在自动寻迹导引车工作点周围所有路径上均设置若干个参照点，且参照点均为可自由移动的参照点。
在步骤S100中，自动寻迹导引车工作点周围每条路径上均设置一组独立的参照点，且每组参照点的个体均不同，这样既能够方便小车的寻迹，又能够方便对小车进行实时定位。
步骤S200、通过自动寻迹导引车工作起始点和终点规划行驶路径，并且将行驶路径与参照点对应，由于每段路径均有一组参照点，因此当行驶路径规划后，小车行驶所经过的参照点也能够确定，并通过这些参照点能够实现小车的自动寻迹。
步骤S300、对自动寻迹导引车进行实时定位，并且不断调整自动寻迹导引车，使自动寻迹导引车按照规划行驶路径行驶。
在步骤S300中，对自动寻迹导引车进行实时定位的具体步骤为：
S301、采集自动寻迹导引车周围环境的实时图像，并且找到拍摄图像中的各个参照点。
S302、测量自动寻迹导引车与周围各个参照点的距离，测量方式有很多，如可以采用红外线测距。
S303、将采集的实时图像与数据库中储存的图像进行对比，再结合测量的距离确定自动寻迹导引车的实时位置。
步骤S400、当自动寻迹导引车在行驶过程中遇到障碍物时，对自动寻迹导引车行驶路径进行实时调整，待绕过障碍物后，自动寻迹导引车重新回到规划行驶路径上。
在步骤S400中，确定障碍物的方式是将采集的自动寻迹导引车周围环境的实时图像与数据库中该段路径的原图像进行对比，若存在不同则表示有障碍物，同时，可以事先确定一个障碍物阈值，当障碍物的大小小于阈值时，对小车的行驶不造成影响，而当障碍物的大小大于阈值时，则小车必须进行避障。
在步骤S400中，当自动寻迹导引车绕过障碍物后，会将障碍物位置信息和调整后的路径向主控***反馈，从而使主控***修改或重新规划行驶路径，由于小车在运输货物时，通常是一批小车同时工作，因此，当最前方的小车遇到并绕过障碍物时，可以将障碍物的位置信息和调整后的行驶路线发送至主控***，主控***则控制其它的小车进行路线调整，或直接换一条规划路径，可以避免一个障碍物同时影响多个小车的运输。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车，包括主控模块，其特征在于：所述主控模块连接有路况信息采集模块、路径选择调整模块和数据库，所述路况信息采集模块包括实时摄像模块和红外线测距模块，且实时摄像模块和红外线测距模块的输入端连接有参照点组，所述实时摄像模块和红外线测距模块的输出端通过实时定位模块与主控模块连接；
所述路径选择调整模块包括与主控模块连接的起始点确认模块和终点确认模块，所述主控模块的输出端通过路径选择模块连接有路径确认模块，所述数据库包括路线布局汇总模块，且路径选择模块通过路线对比模块与路线布局汇总模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车，其特征在于：所述实时摄像模块的输出端还连接有图像分析模块，且图像分析模块通过路障确认模块与主控模块连接，所述数据库还包括路况图像汇总模块，所述图像分析模块通过图像对比模块与路况图像汇总模块连接。
3.根据权利要求1所述的一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车，其特征在于：所述主控模块连接有实时路径调整模块，且实时路径调整模块连接有避障模块。
4.根据权利要求3所述的一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车，其特征在于：所述实时路径调整模块连接有路径记录模块，且路径记录模块通过障碍物标记模块与数据库连接。
5.根据权利要求1所述的一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车，其特征在于：所述主控模块还连接有驱动模块、转向模块和速度控制模块。
6.一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车寻迹方法，其特征在于：包括如下步骤：
S100、在自动寻迹导引车工作点周围所有路径上均设置若干个参照点；
S200、通过自动寻迹导引车工作起始点和终点规划行驶路径，并且将行驶路径与参照点对应；
S300、对自动寻迹导引车进行实时定位，并且不断调整自动寻迹导引车，使自动寻迹导引车按照规划行驶路径行驶；
S400、当自动寻迹导引车在行驶过程中遇到障碍物时，对自动寻迹导引车行驶路径进行实时调整，待绕过障碍物后，自动寻迹导引车重新回到规划行驶路径上。
7.根据权利要求6所述的一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车寻迹方法，其特征在于：在步骤S100中，自动寻迹导引车工作点周围每条路径上均设置一组独立的参照点，且每组参照点的个体均不同。
8.根据权利要求6所述的一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车寻迹方法，其特征在于：在步骤S300中，对自动寻迹导引车进行实时定位的具体步骤为：
S301、采集自动寻迹导引车周围环境的实时图像，并且找到拍摄图像中的各个参照点；
S302、测量自动寻迹导引车与周围各个参照点的距离；
S303、将采集的实时图像与数据库中储存的图像进行对比，再结合测量的距离确定自动寻迹导引车的实时位置。
9.根据权利要求6所述的一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车寻迹方法，其特征在于：在步骤S400中，确定障碍物的方式是将采集的自动寻迹导引车周围环境的实时图像与数据库中该段路径的原图像进行对比，若存在不同则表示有障碍物。
10.根据权利要求6所述的一种智能物料搬运装备用自动寻迹导引车寻迹方法，其特征在于：在步骤S400中，当自动寻迹导引车绕过障碍物后，会将障碍物位置信息和调整后的路径向主控***反馈，从而使主控***修改或重新规划行驶路径。
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